[发明专利]获取物体三维运动轨迹的电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及获取物体三维运动轨迹的电子设备，特别是涉及采用加速度传感器、方 位传感器、海拔高度传感器测量并计算三维运动轨迹，并采用多个位置参考点修正三维 运动轨迹获得自身运动轨迹的电子设备。

背景技术

从古至今，人们都在探寻如何定位自身所在位置和方位，以免迷失方向而无法到达 目的地。早期指南针的出现，为人们确定方位提供了一种方便的解决方法，但由于其职 能提供大致方位信息，方位精度不高，也无法知道所处位置的信息。罗盘的出现提高了 方位信息的精度，但仍然无法知道所处位置的信息。星象仪的出现并结合罗盘，能够物 体的大致位置信息和方位信息，在航海中成为主要的导航设备。

卫星技术的发展，建立全球卫星导航系统，为需要定位和导航的设备提供位置信息 和方位信息，以地球的经度信息和纬度信息来确定位置，并结合电子地图可以确定设备 的位置信息，位置精度也达到米的数量级，成为现代主要定位工具和导航工具，但卫星 导航系统需要高昂的卫星系统作支撑，同时在山谷、丘壑、洞穴等环境中，由于物体的 遮挡无法感知卫星信息导致无法定位的情形。

随着移动通讯网络的发展，人们也研究了采用移动通讯网络的固定基站的信息、并 借助三角定位的算法确定物体的位置信息和运动轨迹。但是移动通讯网络的基站在宽广 区域分布密度太低导致分辨率很低。而且移动基站的覆盖存在很多盲点，因此出现无法 定位和确定运动轨迹的情形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提出一种测量物体的位置和运动轨迹的方法和设备以 获得运动物体在任何时刻的位置和方位以及在一定时间内的运动轨迹，这对于野外旅游 获作业的人员避免迷失道路和方向十分重要；对于运动物体的运动轨迹的完全了解十分 重要。本发明通过运动物体自带方位传感器、加速度传感器并结合参考位置的位置信息 来计算运动物体在任何时刻的方位和位置以及运动过程的运动轨迹，以解决或部分解决 现有位置定位技术或运动轨迹跟踪技术的不足。

术语说明：本文中所指的物体的位置是指在地球上物体或者地球上空物体相对于地 球上某个参考点参考面的物理坐标，如经度和纬度，也可用相对于某个参考点的方位和 距离来表示，如北京正东方向距离北京100公里处。还可以增加上海拔高度的数据来指 示物体的位置。

术语说明：本发明所指的物体的方位是指在地球上物体或者地球上空物体相对于地 球上某个参考点参考面的方位坐标，如用相对于地球南北极河赤道的东南西北的方向指 示，如东北45度方向。在本发明中，物体的方位与物体的位置方向是相同的含义。

术语说明：本发明所指运动轨迹，是指物体从一点运动到另一点所经过的每个点的 位置连接形成的路径信息；或者进一步将物体从一点运动到另一点所经过的每个点的位 置和方位都表示出来形成的路径信息。这些路径信息可以进一步被标识一个平面地图或 电子地图上来表示或展示物体从一点运动到另一点的运动过程信息。

术语说明：本发明所指的海拔高度、位置、方位等信息都是用于测量物体相对于地 球环境(包含地球本身及绕地球旋转运动的空域)的数据信息，是地球地理学所描述的 概念。

术语说明：本发明所指的方位传感器与方向传感器是相同的含义。

术语说明：本发明所指参考位置信息处理模块与位置参考装置是相同的含义。

为解决上述问题，提出的技术解决方案在所述物体上安装方位传感器、加速度传 感器等，根据传感器的测量数据来计算物体的位置和运动轨迹，并引入至少一个位置参 考点来修正因传感器误差、计算误差、地球磁偏角的变化等引起的位置偏差和运动轨迹 偏差。进一步描述如下：

第一种运动轨迹生成方法解决方案：

1、一种获取物体三维运动轨迹方法，其特征是包括如下步骤：

第一步：设定至少一个固定物体作为位置参考点，物体运动的起点存在一个位置参考 点，通过近距离无线通讯方式或有线通讯方式将位置参考点的位置信息传递到物体中， 作为物体当前的运动参考点；

第二步：用安装在物体上的方向传感器、海拔高度传感器和加速度传感器测量物体运 动时的方位值、海拔高度值和加速度值；

第三步：用所述物体运动时的方位值、海拔高度值和加速度值并结合物体当前的运动 参考点计算物体的三维运动轨迹，并将所述物体的三维运动轨迹存储在物体的存储部件 中；